JPH04327567A - ２−（４−置換フェニル）−４−フルオロアルカンニトリル誘導体とそれを含有する液晶組成物および液晶表示素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光学活性化合物とそれ
を含有する液晶組成物、及びそれを用いた液晶表示素子
に係わり、特に応答性、メモリー性に優れた強誘電性液
晶表示用材料に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示素子は、その優れた特徴（■低
電圧作動である。■低消費電力である。■薄型表示が可
能である。■明るい場所でも使用できて目が疲れない。 等）によって、現在広く用いられている。しかしながら
、最も一般的であるツイステッド・ネマチック（ＴＮ）
型表示方式では、ＣＲＴなどの発光型表示方式と比較す
ると応答が極めて遅く、かつ印加電場を切った場合の表
示の記憶（メモリー効果）が得られないため、高速応答
の必要な光シャター、プリンターヘッド、時分割駆動の
必要なテレビなどの動画面などへの応用には多くの制約
があり、必ずしも適した表示方式とはいえなかった。

【０００３】最近になって、強誘電性液晶を用いる表示
方式が報告され、これによると、ＴＮ型液晶の１００〜
１０００倍という高速応答とメモリー効果とが得られる
ため、次世代の液晶表示素子として期待され、現在盛ん
に研究、開発が進められている。強誘電性液晶の液晶相
は、チルト系のキラルスメクチック相に属するものであ
るが、実用的にはその中で最も低粘性であるキラルスメ
クチックＣ（以下Ｓｃ＊と省略する。）相が最も望まし
い。

【０００４】Ｓｃ＊相を示す液晶化合物（以下、Ｓｃ＊
化合物と省略する。）は、既に数多く合成され、検討さ
れているが、強誘電性液晶表示素子として用いるために
は以下の条件を満たす必要がある。すなわち（イ）室温
を含む広い温度範囲でＳｃ＊相を示すこと、（ロ）良好
な配向を得るためにＳｃ＊相の高温側に適当な相系列を
有し、かつその螺旋ピッチが大きいこと、（ハ）適当な
チルト角を有すること、（ニ）粘性が小さいこと、（ホ
）自発分極がある程度大きいこと、という条件を満たす
ことが必要である。しかしながら、上記条件を単独で満
足するような化合物はいまだ知られていない。そのため
、数種あるいはそれ以上の化合物を混合してＳｃ＊相を
示す液晶組成物（以下、Ｓｃ＊液晶組成物という。）と
して用いる必要がある。

【０００５】Ｓｃ＊液晶組成物の調製方法としては、ア
キラルな化合物から成り、スメクチックＣ（以下、Ｓｃ
と省略する。）相を示す母体液晶に、光学活性化合物か
ら成るドーパントを、いわゆるキラルドーパントとして
添加する方法が知られている。この方法によれば、より
粘性の低い組成物を得ることができ、高速応答が可能と
なるので、この方法が最も一般的に使用されている。キ
ラルドーパントとして用いる光学活性化合物は、単独で
は必ずしもＳｃ＊相を示す必要はなく、また、液晶相す
ら示す必要もないが、キラルドーパントとして添加した
際に、添加量が少量であっても液晶組成物に充分な自発
分極や、充分大きな螺旋ピッチを誘起させることなどの
性質を示すことが必要である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Ｓｃ＊
相を示す従来の液晶化合物あるいは光学活性な液晶化合
物は、キラルドーパントとして用いるには、その粘性や
誘起する自発分極の大きさ等の性能において不十分であ
り、高速応答性の液晶材料を提供するには問題があり、
その改善が望まれていた。

【０００７】液晶組成物に大きな自発分極を誘起させる
ためには、強い双極子モーメントを有する基が、液晶分
子の中心骨格（コア）及び不斉炭素になるべく近接して
いることが必要であることは知られている。強い双極子
モーメントを有する基としては、カルボニル基が一般的
に用いられているが、さらに強いものとしてシアノ基を
あげることができる。しかし、シアノ基を不斉炭素に直
結させた化合物としては、わずかに以下の化合物（■特
開昭６１−２４３０５５号に記載されたＭｅｓ−ＣＯＯ
−ＣＨ（ＣＮ）−Ｒで表わされる化合物、■米国特許４
，７７７，２８０号及びＷａｌｂａらＪ．Ｏｒｇ．Ｃｈ
ｅｍ．５４　　４９３９（１９８９）に記載されたＭｅ
ｓ−Ｏ−ＣＨ（ＣＮ）−Ｒで表わされる化合物：ただし
ここでいずれもＭｅｓは液晶骨格を表わし、Ｒはアルキ
ル基を表わす。）が知られているにすぎず、シアノ基が
不斉炭素に直結し、さらにその不斉炭素がコアに直結し
たような化合物はこれまで知られていなかった。

【０００８】本発明が解決しようとする課題は、Ｓｃ相
あるいはＳｃ＊相を示す母体液晶にキラルドーパントと
して添加することにより、液晶組成物に大きな自発分極
を誘起させることが可能な光学活性化合物を提供し、さ
らには高速応答の可能な強誘電性液晶表示用材料を提供
することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、一般式（Ｉ）

【００１０】

【化２】

【００１１】（式中、Ｒ１は炭素原子数１〜１８のアル
キル基を表わし、Ｒ２は炭素原子数１〜１８のアルキル
基を表わし、Ｘは−Ｏ−、−ＣＯＯ−又は単結合を表わ
し、ｍは０又は１を表わし、環Ａは１個又は２個のフッ
素原子により置換されていてもよい１，４−フェニレン
基又はトランス−１，４−シクロヘキシレン基を表わし
、ｎは１又は２を表わし、Ｃ＊及びＣ＊＊はそれぞれ独
立的に（Ｒ）又は（Ｓ）配置の不斉炭素原子を表わす。 ）で表わされる２−（４−置換フェニル）−４−フルオ
ロアルカンニトリル誘導体を提供するものである。

【００１２】本発明は、また、一般式（Ｉ）で表わされ
る新規な光学活性化合物を用いた液晶組成物も提供する
。

【００１３】本発明の液晶組成物は、一般式（Ｉ）で表
わされる化合物の少なくとも１種を構成成分として含有
するものである。特に強誘電性液晶表示素子用材料とし
ては、主成分であるＳｃ相を示す母体液晶中に一般式（
Ｉ）で表わされる化合物の少なくとも１種を、キラルド
ーパントの一部又は全部として添加することによって得
られるＳｃ＊液晶組成物が好適である。

【００１４】また、本発明の光学活性化合物をネマチッ
ク液晶に少量添加した場合には、リバースドメインの防
止に役立ち、さらにはスーパー・ツイステッド・ネマチ
ック（ＳＴＮ）液晶として用いることもできる。

【００１５】一般式（Ｉ）で表わされる化合物は、例え
ば、以下のようにして製造することができる。

【００１６】一般式（Ｉ）において、ｍが０であり、Ｘ
が−Ｏ−を表わす化合物の場合には、次の一般式（ＩＩ
ａ）

【００１７】

【化３】

【００１８】（式中、Ｒ１及びｎは一般式（Ｉ）と同じ
意味を表わす。）で表わされる化合物と、一般式（ＩＩ
Ｉ）

【００１９】

【化４】

【００２０】（式中、Ｒ２及びＣ＊＊は一般式（Ｉ）と
同じ意味を表わす。）で表わされる光学活性エポキシ化
合物とを、ブチルリチウム等の強塩基存在下に反応させ
ることにより一般式（ＩＶ）

【００２１】

【化５】

【００２２】（式中、Ｒ１、ｎ、Ｒ２及びＣ＊＊は一般
式（Ｉ）と同じ意味を表わす。）で表わされる光学活性
な２−（４−置換フェニル）−４−ヒドロキシアルカン
ニトリル誘導体を得ることができる。この化合物はジア
ステレオマー混合物であるが、通常の分離方法により、
容易に分離することができる。そしてこの分離体をフッ
素化剤で処理することにより、一般式（Ｉ）においてｍ
が０であり、Ｘが−Ｏ−である化合物、すなわち一般式
（Ｉａ）

【００２３】

【化６】

【００２４】（式中、Ｒ１、ｎ、Ｒ２、Ｃ＊及びＣ＊＊
は一般式（Ｉ）と同じ意味を表わす。）で表わされる光
学活性な２−（４−置換フェニル）−４−フルオロアル
カンニトリル誘導体を得ることができる。

【００２５】また、一般式（Ｉ）において、ｍが０であ
り、Ｘが単結合を表わす場合には、上記の一般式（Ｉａ
）で表わされる化合物の合成スキームにおいて、一般式
（ＩＩａ）の化合物に換えて、Ｘが単結合である一般式
（ＩＩｂ）

【００２６】

【化７】

【００２７】（式中、Ｒ１及びｎは一般式（Ｉ）と同じ
意味を表わす。）で表わされる化合物を用いることによ
って、全く同様にして合成することができる。

【００２８】また、一般式（Ｉ）においてｍが１の場合
には、一般式（Ｉ）で表わされる化合物は、例えば、以
下のスキームによって合成することができる。まず一般
式（Ｉａ）で表わされる化合物を脱アルキル化して、一
般式（Ｖ）

【００２９】

【化８】

【００３０】（式中、ｎ、Ｒ２、Ｃ＊及びＣ＊＊は一般
式（Ｉ）と同じ意味を表わす。）で表わされる化合物を
得て、これをさらに一般式（ＶＩ）

【００３１】

【化９】

【００３２】（式中、Ｒ１、Ｘ及び環Ａは一般式（Ｉ）
と同じ意味を表わす。）で表わされるカルボン酸と、ジ
シクロヘキシルカルボジイミド（ＤＣＣ）等の縮合剤存
在下で反応させることにより、一般式（Ｉｃ）

【００３
３】

【化１０】

【００３４】（式中、Ｒ１、Ｘ、環Ａ、ｎ、Ｒ２、Ｃ＊
及びＣ＊＊は一般式（Ｉ）と同じ意味を表わす。）で表
わされる化合物とすることができる。

【００３５】このようにして、本発明の一般式（Ｉ）で
表わされる光学活性化合物を得られるが、これらに属す
る個々の具体的な化合物及び中間体は、融点、相転移温
度、赤外線吸収スペクトル（ＩＲ）、核磁気共鳴スペク
トル（ＮＭＲ）及び質量分析（ＭＳ）等の手段により確
認することができる。

【００３６】このようにして得られた一般式（Ｉ）で表
わされる化合物の例を第１表に掲げる。

【００３７】

【表１】 （第１表中、Ｃｒは結晶相を、Ｉは等方性液体相を夫々
表わす。）

【００３８】一般式（Ｉ）で表わされる化合物の優れた
特徴の１つとしては、キラルドーパントとして使用した
際に、液晶組成物に誘起せしめる自発分極（Ｐｓ）が十
分に大きいことを挙げることができる。

【００３９】例えば、後記実施例２に示したように、第
１表中のＮｏ．２の化合物１０重量％（以下、「％」は
「重量％」を表わす。）とＳｃ相を示す母体液晶９０％
からなるＳｃ＊液晶組成物は、２５℃における自発分極
の値は７．０ｎＣ／ｃｍ２と大きいものである。これは
液晶における不斉源としても最も普通に用いられる（Ｓ
）−２−メチルブタノ−ル由来のＳｃ＊化合物、例えば
、４−（４−デシルオキシベンジリデンアミノ）ケイ皮
酸−（Ｓ）−２−メチルブチル（ＤＯＢＡＭＢＣ）を単
独で用いても、液晶組成物に誘起せしめる自発分極の値
が４ｎＣ／ｃｍ２程度であるのと比較すると、非常に大
きいことがわかる。

【００４０】この理由は、一般式（Ｉ）で表わされる化
合物における不斉中心が、液晶分子の中心骨格部分（コ
ア）及び強い双極子モーメントを有するシアノ基に直結
していることに加えて、近接する不斉炭素上のフッ素原
子の関与によるものと考えられる。よって本願発明の光
学活性化合物をアキラルな化合物又は組成物の母体液晶
に２％程度以上添加すれば、高速応答に十分な程度の自
発分極を液晶組成物に誘起させることが可能となる。一
般式（Ｉ）で表わされる化合物は単独では液晶相も示さ
ないものもあるが、液晶組成物への添加量がごく少量で
良いので、液晶組成物のＳｃ＊相の上限温度をあまり低
下させることはなく、したがって温度範囲の広いＳｃ＊
組成物を得ることができる。

【００４１】本発明の一般式（Ｉ）で表わされる光学活
性化合物を、ドーパントとして添加するＳｃ液晶組成物
を構成する化合物として好適なものは、例えば下記一般
式（Ａ）

【００４２】

【化１１】

【００４３】（式中、Ｒａ及びＲｂはいずれもアルキル
基、アルコキシル基、アルコキシカルボニル基、アルカ
ノイルオキシ基、又はアルコキシカルボニルオキシ基を
表わし、互いに同一であっても異なっていても良い。）
で表わされるようなフェニルベンゾエート系化合物や、
一般式（Ｂ）

【００４４】

【化１２】

【００４５】（式中、Ｒａ及びＲｂはいずれもアルキル
基、アルコキシル基、アルコキシカルボニル基、アルカ
ノイルオキシ基、又はアルコキシカルボニルオキシ基を
表わし、互いに同一であっても異なっていても良い。）
で表わされるピリミジン系化合物等をあげることができ
る。

【００４６】さらに、一般式（Ｃ）

【００４７】

【化１３】

【００４８】（式中、Ｒａ、Ｒｂは一般式（Ａ）と同じ
であり、環Ｌ、環Ｍは１，４−フェニレン基、トランス
−１，４−シクロヘキシレン基、ピリジン−２，５−ジ
イル基、ピリミジン−２，５−ジイル基、ピラジン−２
，５−ジイル基、ピリダジン−３，６−ジイル基、１，
３−ジオキサン−２，５−ジイル基あるいはこれらのフ
ッ素置換体を表わし、互いに同一であっても異なってい
てもよい。Ｚａは−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ、−ＣＨ２Ｏ−
、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−Ｃ≡Ｃ−又は単
結合を表わす。）で表わされる化合物も同様の目的に使
用することができる。また、Ｓｃ相の温度範囲を高温域
に拡大する目的には、一般式（Ｄ）

【００４９】

【化１４】

【００５０】（式中、Ｒａ、Ｒｂは一般式（Ａ）と同様
であり、環Ｌ、環Ｍ、環Ｎは前記一般式（Ｃ）の環Ｌ、
環Ｍと同様であって、互いに同一であっても異なってい
ても良く、Ｚａ、Ｚｂは前記一般式（Ｃ）のＺａと同様
であって、互いに同一であっても異なっていてもよい。 ）で表わされる３環型化合物を用いることができる。

【００５１】これらの化合物は、混合してＳｃ液晶組成
物として用いるのが効果的であるが、組成物とした際に
Ｓｃ相を示せばよいのであって、それぞれ個々の化合物
が必ずしも単独でＳｃ相を示す必要はない。

【００５２】こうして得られたＳｃ液晶組成物に、本発
明の一般式（Ｉ）で表わされる化合物と、さらに必要で
あれば他の光学活性化合物とを、キラルドーパントとし
て加えることにより、室温を含む広い温度範囲でＳｃ＊
相を示すような液晶組成物を容易に得ることができる。

【００５３】本発明の一般式（Ｉ）で表わされる光学活
性化合物を、他のＳｃ化合物あるいはＳｃ液晶組成物に
ドーパントとして添加することにより得られるＳｃ＊液
晶組成物は、例えば２枚の透明ガラス電極間に１〜２０
μｍ程度の薄膜として封入することにより、表示用セル
として使用できる。ここで良好なコントラストを得るた
めには、均一に配向したモノドメインとする必要がある
。このために多くの方法が試みられているが、良好な配
向性を示すための液晶材料としては、キラルネマチック
（Ｎ＊）相及びＳｃ＊相における螺旋ピッチを大きくす
ることが必要である。液晶組成物の螺旋ピッチを大きく
するには、互いにねじれの向きが逆のキラル化合物を適
量混合すればよい。本発明の一般式（Ｉ）で表わされる
化合物は、大きな自発分極を液晶組成物に誘起させるこ
とができるので、液晶組成物への添加量が少量ですむ。 よって液晶組成物の螺旋のピッチはキラルドーパントの
添加によってあまり短くならないので、螺旋ピッチの調
整も容易である。

【００５４】

【実施例】以下、実施例をあげて本発明を具体的に説明
するが、本発明の主旨及び適用範囲はこれらの実施例に
より制限されるものではない。

【００５５】各化合物の構造は元素分析、核磁気共鳴ス
ペクトル（ＮＭＲ）、赤外吸収スペクトル（ＩＲ）及び
質量スペクトル（ＭＳ）により確認した。相転移温度の
測定は温度調節ステージを備えた偏光顕微鏡と示差走査
熱量計（ＤＳＣ）とを併用して行った。ＩＲにおける（
ＫＢｒ）は錠剤成形による測定を表わす。ＮＭＲにおけ
る（ＣＤＣ１３）は溶媒を、ｓは１重線、ｄは２重線、
ｔは３重線、ｑは４重線、ｑｕｉｎｔｅｔは５重線、ｍ
は多重線を、ｂｒｏａｄは幅広い吸収を、それぞれ表わ
す。また、例えばｄｄは２重の２重線を表わす。 また、Ｊはカップリング定数を表わす。ＭＳにおけるＭ
＋は親ピ−クを表わし、（　　）内の数値はそのピ−ク
の相対強度を表わす。組成物中における「％」はすべて
「重量％」を表わす。

【００５６】（実施例１）　　一般式（Ｉ）で表わされ
る化合物の合成 （１−ａ）　　４−（４−ヘキシルオキシフェニル）フ
ェニルアセトニトリルの合成

【００５７】

【化１５】

【００５８】アンモニア雰囲気下で、４−（４−ヘキシ
ルオキシフェニル）フェニル酢酸１ｇ（３．４ミリモル
）とポリリン酸エチル（ＰＰＥ）−クロロホルム溶液１
５ｍｌとを室温で１時間攪拌した後、さらにＰＰＥ−ク
ロロホルム溶液５ｍｌを加えて、３０分加熱攪拌した。 この反応混合物を飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で処理
し、反応生成物をエーテルで抽出した後、抽出液を濃縮
した。得られた残渣をヘキサンとエーテルとを５：１の
容量比で混合した溶媒から再結晶させて精製して、４−
（４−ヘキシルオキシフェニル）フェニルアセトニトリ
ル０．８ｇ（収率８１％）を板状晶として得た。

【００５９】得られた化合物の同定結果は以下の通りで
あった。融点　　１１５℃

【００６０】ＩＲ（ＫＢｒ）　　２９７０、２９５０、
２８８０、２２５０、１６１０、１５００、１４１０、
１２８５、１２５０、１２１０、１１８０、１０３５、
８４０、８００、５００　　ｃｍ−１

【００６１】１Ｈ　　ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）　　δ　　
０．９２（ｔ，Ｊ＝６．２Ｈｚ，３Ｈ）、１．０−２．
０（ｍ，８Ｈ）、３．７８（ｓ，２Ｈ）、４．０（ｔ，
Ｊ＝６．３Ｈｚ，２Ｈ）、６．９６（ｄ，Ｊ＝８．５Ｈ
ｚ，２Ｈ）、７．３５（ｄ，Ｊ＝８．５Ｈｚ，２Ｈ）、
７．５３（ｄ，Ｊ＝８．５Ｈｚ，２Ｈ）、７．５６（ｄ
，Ｊ＝８．５Ｈｚ，２Ｈ）

【００６２】ＭＳ　　ｍ／ｚ　　２９３（Ｍ＋，２１）
、２１０（１５）、２０９（１００）、１５２（１０）
、４３（４９）、４１（２８）、２９（２４）、２７（
１６）

【００６３】（１−ｂ）　　（４Ｒ）−２−［４−（４
−ヘキシルオキシフェニル）フェニル］−４−ヒドロキ
シデカンニトリルの合成

【００６４】

【化１６】

【００６５】実施例（１−ａ）で得られた４−（４−ヘ
キシルオキシフェニル）フェニルアセトニトリル０．３
ｇ（１ミリモル）のテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）４ｍ
ｌ溶液及びヘキサメチルリン酸トリアミド（ＨＭＰＡ）
１．５ｍｌの混合溶液に、−７８℃で１．５Ｍのｎ−ブ
チルリチウム−ヘキサン溶液１．０ｍｌ（１．５ミリモ
ル）を加えて１時間攪拌した。さらにこの溶液に（Ｒ）
−１，２−エポキシオクタン１６０ｍｇ（１．２５ミリ
モル）を加え、３時間かけて室温まで昇温した。この反
応混合物を飽和食塩水で処理し、反応生成物をエーテル
で抽出した後、抽出液を濃縮した。得られた残渣を分取
用中圧液体クロマトグラフィー（充填剤：Ｍｅｒｃｋ，
Ｋｉｅｓｅｌｇｅｌ　　６０，２０ｍｍφ×６００ｍｍ
，展開溶剤：ヘキサン／酢酸エチル＝１０／１）を用い
て分離し、非極性成分として（２Ｓ，４Ｒ）−２−［４
−（４−ヘキシルオキシフェニル）フェニル］−４−ヒ
ドロキシデカンニトリル１９４ｍｇ（収率４５％，９９
％ｄｅ，９３％ｅｅ）、極性成分として（２Ｒ，４Ｒ）
−２−［４−（４−ヘキシルオキシフェニル）フェニル
］−４−ヒドロキシデカンニトリル１３１ｍｇ（収率３
０％，９４％ｄｅ，９３％ｅｅ）を各々得た。各々をヘ
キサン／エーテル（５／１）混合溶媒から再結晶させて
精製し、１００％ｄｅ，９７％ｅｅの（２Ｓ，４Ｒ）体
と９７％ｄｅ、９８％ｅｅの（２Ｒ，４Ｒ）体とを得た
。

【００６６】得られた各化合物の同定結果は以下の通り
であった。 （２Ｓ，４Ｒ）−２−［４−（４−ヘキシルオキシフェ
ニル）フェニル］−４−ヒドロキシデカンニトリル柱状
晶 融点　　４９℃

【００６７】〔α〕Ｄ２０　　−２６．７゜（ｃ＝０．
９８、ＣＨＣｌ３）

【００６８】ＩＲ（ＫＢｒ）　　３５２０、２９６０、
２９００、２２７０、１６１５、１５１０、１４７０、
１４２０、１２５５、１１８５、１０６５、１０４０、
８２０、５６０、５３０　　ｃｍ−１

【００６９】１Ｈ　　ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）　　δ　　
０．８９（ｔ，Ｊ＝７．０Ｈｚ，３Ｈ）、０．９１（ｔ
，Ｊ＝７．０Ｈｚ，３Ｈ）、１．２６−１．６０（ｍ，
１６Ｈ）、１．５８（ｂｒｏａｄ　　ｓ，１Ｈ）、１．
８０（ｑｕｉｎｔｅｔ，Ｊ＝６．５Ｈｚ，２Ｈ）、１．
８６（ｄｄｄ，Ｊ＝１４．５，１０．１ａｎｄ４．４Ｈ
ｚ，１Ｈ）、２．０４（ｄｄｄ，Ｊ＝１４．５，１１．
５ａｎｄ２．４Ｈｚ，１Ｈ）、３．９８（ｍ，１Ｈ）、
４．００（ｔ，Ｊ＝６．６Ｈｚ，２Ｈ）、４．２２（ｄ
ｄ，Ｊ＝１１．５ａｎｄ４．４Ｈｚ，１Ｈ）、６．９６
（ｄ，Ｊ＝８．８Ｈｚ，２Ｈ）、７．４０（ｄ，Ｊ＝８
．３Ｈｚ，２Ｈ）、７．４９（ｄ，Ｊ＝８．８Ｈｚ，２
Ｈ）、７．５５（ｄ，Ｊ＝８．３Ｈｚ，２Ｈ）

【００７０】ＭＳ　　ｍ／ｚ　　４２１（Ｍ＋，２４）
、３０５（１０）、２２２（１３）、２２１（５７）、
２１０（１２）、２０８（２７）、１９６（１１）、５
５（３２）、４３（１００）、４１（４５）、２７（１
５）

【００７１】元素分析　　Ｃ２８Ｈ３９ＮＯ２として計
算値：Ｃ，７９．７７％；Ｈ，９．３２％；Ｎ，３．３
２％ 実測値：Ｃ，７９．９０％；Ｈ，９．５８％；Ｎ，３．
２９％

【００７２】（２Ｒ，４Ｒ）−２−［４−（４−ヘキシ
ルオキシフェニル）フェニル］−４−ヒドロキシデカン
ニトリル 柱状晶 融点　　５３℃

【００７３】〔α〕Ｄ２０　　−１４．８゜（ｃ＝１．
０４、ＣＨＣｌ３）

【００７４】ＩＲ（ＫＢｒ）　　３５５０、２９７０、
２９００、２２７０、１６２０、１５１０、１４８０、
１３１０、１２９５、１２６５、１１８５、１０９０、
１０４０、８２０、７３５、５１０　　ｃｍ−１

【００
７５】１Ｈ　　ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）　　δ　　０．８
６（ｔ，Ｊ＝７．１Ｈｚ，３Ｈ）、０．９１（ｔ，Ｊ＝
７．０Ｈｚ，３Ｈ）、１．２０−１．５４（ｍ，１６Ｈ
）、１．５５（ｂｒｏａｄ　　ｓ，１Ｈ）、１．８０（
ｑｕｉｎｔｅｔ，Ｊ＝６．６Ｈｚ，２Ｈ）、２．０２（
ｄｄｄ，Ｊ＝１３．９，９．７ａｎｄ３．３Ｈｚ，１Ｈ
）、２．１４（ｄｄｄ，Ｊ＝１３．９，９．７ａｎｄ５
．４Ｈｚ，１Ｈ）、３．４６（ｍ，１Ｈ）、４．００（
ｔ，Ｊ＝６．６Ｈｚ，２Ｈ）、４．０９（ｄｄ，Ｊ＝９
．７ａｎｄ５．４Ｈｚ，１Ｈ）、６．９７（ｄ，Ｊ＝８
．８Ｈｚ，２Ｈ）、７．３９（ｄ，Ｊ＝８．３Ｈｚ，２
Ｈ）、７．４９（ｄ，Ｊ＝８．８Ｈｚ，２Ｈ）、７．５
５（ｄ，Ｊ＝８．３Ｈｚ，２Ｈ）

【００７６】ＭＳ　　ｍ／ｚ　　４２１（Ｍ＋，１７）
、２２１（３６）、２０８（２０）、５５（３０）、４
３（１００）、４１（４７）、２７（１９）

【００７７
】元素分析　　Ｃ２８Ｈ３９ＮＯ２として計算値：Ｃ，
７９．７７％；Ｈ，９．３２％；Ｎ，３．３２％ 実測値：Ｃ，７９．８６％；Ｈ，９．６０％；Ｎ，３．
２９％

【００７８】（１−ｃ）　　（２Ｓ，４Ｓ）−４−フル
オロ−２−［４−（４−ヘキシルオキシフェニル）フェ
ニル］デカンニトリルの合成

【００７９】

【化１７】

【００８０】実施例（１−ｂ）で得られた（２Ｓ，４Ｒ
）−２−［４−（４−ヘキシルオキシフェニル）フェニ
ル］−４−ヒドロキシデカンニトリル２５０ｍｇ（０．
６ミリモル）のジクロロメタン溶液に、−７８℃でジエ
チルアミノ三フッ化硫黄（ＤＡＳＴ）０．３ｍｌ（２．
３ミリモル）を加え、３時間かけて０℃まで昇温した。 この反応混合物を飽和食塩水で処理し、反応生成物をエ
ーテル抽出した後、抽出液を濃縮し、得られた残渣をカ
ラムクロマトグラフィー（充填剤：シリカゲル、展開溶
媒：ヘキサン／酢酸エチル＝２０／１）を用いて精製し
て、（２Ｓ，４Ｓ）−４−フルオロ−２−［４−（４−
ヘキシルオキシフェニル）フェニル］デカンニトリル２
１７ｍｇ（収率８６％，１００％ｄｅ，９７％ｅｅ）を
得た。

【００８１】得られた化合物の同定結果は以下の通りで
あった。 白色結晶 融点　　８０℃

【００８２】〔α〕Ｄ２０　　＋１８．０゜（ｃ＝１．
０７，ＣＨＣｌ３）

【００８３】ＩＲ（ＫＢｒ）　　２９５０、２８８０、
２２５０、１６１０、１５０５、１４７５、１２９０、
１２５５、１１８５、１０７５、８２０　　ｃｍ−１

【
００８４】１Ｈ　　ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）　　δ　　０
．８６（ｔ，Ｊ＝７．０Ｈｚ，３Ｈ）、０．９２（ｔ，
Ｊ＝７．０Ｈｚ，３Ｈ）、１．２−１．７５（ｍ，１６
Ｈ）、１．８１（ｑｕｉｎｔｅｔ，Ｊ＝６．５Ｈｚ，２
Ｈ）、２．０６（ｍ，１Ｈ）、２．３９（ｍ，１Ｈ）、
４．００（ｔ，Ｊ＝６．５Ｈｚ，２Ｈ）、３．９６−４
．０８（１Ｈ）、４．２９（ｄｍ，Ｊ＝５０Ｈｚ，１Ｈ
）、６．９７（ｄ，Ｊ＝８．８Ｈｚ，２Ｈ）、７．３８
（ｄ，Ｊ＝８．３Ｈｚ，２Ｈ）、７．５０（ｄ，Ｊ＝８
．８Ｈｚ，２Ｈ）、７．５７（ｄ，Ｊ＝８．３Ｈｚ，２
Ｈ）

【００８５】ＭＳ　　ｍ／ｚ　　４２４（Ｍ＋＋１
，１９）、４２３（Ｍ＋，６０）、３４０（１３）、３
３９（５１）、２９２（１９）、２２１（１６）、２０
９（２２）、２０８（１００）、５７（１１）、５５（
２２）、４３（７５）、４１（４１）、２９（２５）、
２８（１０）、２７（１２）、１８（１７）

【００８６
】（１−ｄ）　　（２Ｒ，４Ｓ）−４−フルオロ−２−
［４−（４−ヘキシルオキシフェニル）フェニル］デカ
ンニトリルの合成

【００８７】

【化１８】

【００８８】実施例（１−ｃ）と同様にして、実施例（
１−ｂ）で得られた（２Ｒ，４Ｒ）−２−［４−（４−
ヘキシルオキシフェニル）フェニル］−４−ヒドロキシ
デカンニトリル１７０ｍｇ（０．４ミリモル）とＤＡＳ
Ｔ０．２５ｍｌ（１．９ミリモル）とを反応させ、（２
Ｒ，４Ｓ）−４−フルオロ−２−［４−（４−ヘキシル
オキシフェニル）フェニル］デカンニトリル１１２ｍｇ
（収率６６％，９６％ｄｅ，９８％ｅｅ）を得た。

【００８９】得られた化合物の同定結果は以下の通りで
あった。 白色結晶 融点　　９１℃ 〔α〕Ｄ２０　　＋１９．８゜（ｃ＝０．９９，ＣＨＣ
ｌ３）

【００９０】ＩＲ（ＫＢｒ）　　２９５０、２８
８０、２２５０、１６１０、１５０５、１４７０、１３
９５、１２９０、１２５５、１１８０、８４５、８１５
　　ｃｍ−１

【００９１】１Ｈ　　ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３
）　　δ　　０．８９（ｔ，Ｊ＝７．０Ｈｚ，３Ｈ）、
０．９１（ｔ，Ｊ＝７．０Ｈｚ，３Ｈ）、１．２−１．
７５（ｍ，１６Ｈ）、１．８０（ｑｕｉｎｔｅｔ，Ｊ＝
７．１Ｈｚ，２Ｈ）、２．０−２．２（ｍ，２Ｈ）、４
．００（ｔ，Ｊ＝６．６Ｈｚ，２Ｈ）、４．１１（ｄｄ
，Ｊ＝１０．４ａｎｄ５．０Ｈｚ，１Ｈ）、４．８３（
ｄｍ，Ｊ＝５０Ｈｚ，１Ｈ）、６．９７（ｄ，Ｊ＝８．
８Ｈｚ，２Ｈ）、７．３９（ｄ，Ｊ＝８．４Ｈｚ，２Ｈ
）、７．４９（ｄ，Ｊ＝８．８Ｈｚ，２Ｈ）、７．５６
（ｄ，Ｊ＝８．４Ｈｚ，２Ｈ）

【００９２】（実施例２
）　　Ｓｃ＊液晶組成物の調製以下の組成から成るＳｃ
相を示す母体液晶（Ｈ−１）を調製した。

【００９３】

【化１９】

【００９４】この母体液晶（Ｈ−１）の相転移温度は以
下の通りであった。 １３℃（Ｃｒ→Ｓｃ）、６８℃（Ｓｃ−ＳＡ）、７３．
５℃（ＳＡ−Ｎ）、８３．５℃（Ｎ−Ｉ） （Ｎはネマチック相を表わす。）

【００９５】この母体液晶（Ｈ−１）９０％及び実施例
１で得られた第１表中のＮｏ．２の化合物１０％から成
るＳｃ＊液晶組成物（Ｍ−１）を調製した。その相転移
温度は以下の通りであった。

【００９６】５８℃（Ｓｃ＊−ＳＡ）、７２℃（ＳＡ−
Ｎ＊）、７６℃（Ｎ＊−Ｉ） また、融点は明確ではなかった。

【００９７】同様にして母体液晶（Ｈ−１）９０％及び
第１表中のＮｏ．１の化合物１０％から成るＳｃ＊液晶
組成物（Ｍ−２）を調製した。その相転移温度は以下の
通りであった。

【００９８】５７℃（Ｓｃ＊−ＳＡ）、６９．５℃（Ｓ
Ａ−Ｎ＊）、７６℃（Ｎ＊−Ｉ） また、融点は明確ではなかった。

【００９９】次に、以下の組成からなる別の母体液晶（
Ｈ−２）を調製した。

【０１００】

【化２０】

【０１０１】この母体液晶（Ｈ−２）の相転移温度は以
下の通りであった。 １２．５℃（Ｃｒ→Ｓｃ）、５５．５℃（Ｓｃ−ＳＡ）
、６４．５℃（ＳＡ−Ｎ）、７０℃（Ｎ−Ｉ）

【０１０
２】この母体液晶（Ｈ−２）９８％及び実施例１で得ら
れた第１表中のＮｏ．２の化合物２％から成るＳｃ＊液
晶組成物（Ｍ−３）を調製した。その相転移温度は以下
の通りであった。

【０１０３】５２．５℃（Ｓｃ＊−ＳＡ）、６５．５℃
（ＳＡ−Ｎ＊）、６９．５℃（Ｎ＊−Ｉ） また、融点は明確ではなかった。

【０１０４】（実施例３）　　液晶表示素子の作成実施
例２で得られたＳｃ＊液晶組成物（Ｍ−１）を等方性液
体相となるまで加熱し、これを厚さ２μｍの２枚の透明
電極板（ポリイミドコーティング−ラビングによる配向
処理を施してある。）から成るガラスセル間に充填して
、表示用素子を作成した。これを室温まで徐冷したとこ
ろ、均一に配向したＳｃ＊相のセルを得た。

【０１０５】このセルに電界強度１０Ｖｐ−ｐ／μｍ、
５０Ｈｚの矩形波を印加して、その電気光学的応答速度
を測定したところ、２５℃で８８μ秒という高速応答が
確認できた。

【０１０６】このときのチルト角は１８．７゜でありコ
ントラストも良好であった。また自発分極は＋７．０ｎ
Ｃ／ｃｍ２であった。

【０１０７】同様にして、Ｓｃ＊液晶組成物（Ｍ−２）
とＳｃ＊液晶組成物（Ｍ−３）とを用いてそれぞれ液晶
表示素子を作成し、その特性を測定した。その結果を以
下に示す。

【０１０８】（Ｍ−２）：応答１００μ秒、チルト角１
１．０゜、自発分極−６．５ｎＣ／ｃｍ２、コントラス
ト良好

【０１０９】（Ｍ−３）：応答２３０μ秒、チルト角１
９．７゜、自発分極＋０．６ｎＣ／ｃｍ２、コントラス
ト良好

【０１１０】

【発明の効果】本発明の一般式（Ｉ）で表わされる光学
活性化合物は、Ｓｃ相を示す母体液晶にいわゆるキラル
ドーパントとして添加した際に、母体液晶に大きい自発
分極を誘起することができる。その結果、本願発明の光
学活性化合物を用いれば高速応答を可能な液晶材料を提
供することができる。また本発明の一般式（Ｉ）で表わ
される化合物は、工業的にも容易に製造でき、無色で水
、光、熱等に対する化学的安定性に優れており実用的で
ある。さらに本発明のキラルスメクチック液晶組成物は
、１００μ秒以下という高速応答を実現することも可能
であり、表示用光スイッチング素子として極めて有用で
ある。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　一般式（Ｉ） 【化１】 （式中、Ｒ１は炭素原子数１〜１８のアルキル基を表わ
   し、Ｒ２は炭素原子数１〜１８のアルキル基を表わし、
   Ｘは−Ｏ−、−ＣＯＯ−又は単結合を表わし、ｍは０又
   は１を表わし、環Ａは１個又は２個のフッ素原子により
   置換されていてもよい１，４−フェニレン基又はトラン
   ス−１，４−シクロヘキシレン基を表わし、ｎは１又は
   ２を表わし、Ｃ＊及びＣ＊＊はそれぞれ独立的に（Ｒ）
   又は（Ｓ）配置の不斉炭素原子を表わす。）で表わされ
   る２−（４−置換フェニル）−４−フルオロアルカンニ
   トリル誘導体。
2. 【請求項２】　　ｍが０であり、かつｎが２である請求
   項１記載の２−（４−置換フェニル）−４−フルオロア
   ルカンニトリル誘導体。
3. 【請求項３】　　Ｒ２が炭素原子数１〜８の直鎖状アル
   キル基である請求項１又は請求項２記載の２−（４−置
   換フェニル）−４−フルオロアルカンニトリル誘導体。
4. 【請求項４】　　Ｒ１が炭素原子数４〜１２の直鎖状ア
   ルキル基である請求項１、請求項２又は請求項３記載の
   ２−（４−置換フェニル）−４−フルオロアルカンニト
   リル誘導体。
5. 【請求項５】　　Ｘが−Ｏ−である請求項２、請求項３
   又は請求項４記載の２−（４−置換フェニル）−４−フ
   ルオロアルカンニトリル誘導体。
6. 【請求項６】　　請求項１ないし請求項５のいずれかに
   記載の２−（４−置換フェニル）−４−フルオロアルカ
   ンニトリル誘導体を含有する液晶組成物。
7. 【請求項７】　　強誘電性キラルスメクチック相を示す
   請求項６記載の液晶組成物。
8. 【請求項８】　　請求項６又は請求項７のいずれかに記
   載の液晶組成物を用いて構成された液晶表示素子。